"Atom" adı yunan dilindən "bölünməz" kimi tərcümə olunur. Ətrafımızdakı hər şey - bərk cisimlər, mayelər və hava - milyardlarla bu hissəciklərdən ibarətdir.
Atom haqqında versiyanın görünüşü
Atomlar ilk dəfə eramızdan əvvəl 5-ci əsrdə, yunan filosofu Demokritin maddənin hərəkət edən kiçik hissəciklərdən ibarət olduğunu irəli sürdüyü zaman məlum oldu. Lakin sonra onların mövcudluğu versiyasını yoxlamaq mümkün olmadı. Heç kim bu hissəcikləri görə bilməsə də, bu fikir müzakirə edildi, çünki elm adamları real dünyada baş verən prosesləri yeganə şəkildə izah edə bilərdilər. Buna görə də mikrohissəciklərin varlığına bu həqiqəti sübut etmədən çox əvvəl inanırdılar.
Yalnız 19-cu əsrdə. atomların spesifik xassələrinə - ciddi şəkildə müəyyən edilmiş miqdarda başqaları ilə birləşmələrə daxil olmaq qabiliyyətinə malik olan kimyəvi elementlərin ən kiçik tərkib hissəsi kimi təhlil edilməyə başlandı. 20-ci əsrin əvvəllərində atomların maddənin ən kiçik hissəcikləri olduğuna inanılırdı, lakin onların daha kiçik vahidlərdən ibarət olduğu sübuta yetirilənə qədər.
Kimyəvi element nədən ibarətdir?
Kimyəvi elementin atomu maddənin mikroskopik tikinti blokudur. Atomun molekulyar çəkisi bu mikrohissəciyin təyinedici xüsusiyyəti olmuşdur. Yalnız Mendeleyevin dövri qanununun kəşfi onların növlərinin vahid maddənin müxtəlif formaları olduğunu əsaslandırdı. Onlar o qədər kiçikdirlər ki, onları adi mikroskoplarla görmək mümkün deyil, yalnız ən güclü elektron cihazlardan istifadə etməklə görmək mümkündür. Müqayisə üçün, insan əlindəki tük milyon dəfə daha genişdir.
Atomun elektron quruluşu neytron və protonlardan, eləcə də ulduzların ətrafındakı planetlər kimi sabit orbitlərdə mərkəz ətrafında dövr edən elektronlardan ibarət nüvəyə malikdir. Onların hamısı kainatdakı dörd əsas qüvvədən biri olan elektromaqnit qüvvəsi ilə bir yerdə saxlanılır. Neytronlar neytral yüklü hissəciklərdir, protonlar müsbət yüklü, elektronlar isə mənfi yüklüdür. Sonuncular müsbət yüklü protonları cəlb edir, buna görə də onlar orbitdə qalmağa meyllidirlər.
Atom quruluşu
Mərkəzi hissədə bütün atomun minimum hissəsini dolduran nüvə var. Lakin tədqiqatlar göstərir ki, demək olar ki, bütün kütlə (99,9%) orada yerləşir. Hər bir atomda protonlar, neytronlar, elektronlar var. İçindəki fırlanan elektronların sayı müsbət mərkəzi yükə bərabərdir. Eyni nüvə yükü Z, lakin atom kütləsi A və nüvədəki neytronların sayı N fərqli olan hissəciklərə izotoplar, eyni A, fərqli Z və N-yə malik olanlar isə izobarlar adlanır. Elektron mənfi olan maddənin ən kiçik zərrəsidirelektrik yükü e=1,6 10-19 kulon. İonun yükü itirilən və ya qazanılan elektronların sayını təyin edir. Neytral atomun yüklü iona çevrilməsi prosesi ionlaşma adlanır.
Atom modelinin yeni versiyası
Fiziklər bu günə qədər bir çox başqa elementar hissəciklər kəşf ediblər. Atomun elektron quruluşunun yeni versiyası var.
Proton və neytronların nə qədər kiçik olsalar da, kvark adlanan ən kiçik hissəciklərdən ibarət olduğuna inanılır. Onlar atomun qurulması üçün yeni bir model təşkil edirlər. Elm adamları əvvəlki modelin varlığına dair dəlil toplayırdılarsa, bu gün də kvarkların varlığını sübut etməyə çalışırlar.
RTM gələcəyin cihazıdır
Müasir elm adamları kompüter monitorunda maddənin atom hissəciklərini görə bilir, həmçinin skan edən tunel mikroskopu (RTM) adlı xüsusi alətdən istifadə edərək onları səth üzərində hərəkət etdirə bilirlər.
Bu, materialın səthinə yaxın çox yumşaq hərəkət edən ucu olan kompüterləşdirilmiş alətdir. Ucu hərəkət etdikcə elektronlar uc və səth arasındakı boşluqdan keçir. Material mükəmməl hamar görünsə də, əslində atom səviyyəsində qeyri-bərabərdir. Kompüter maddənin səthinin xəritəsini hazırlayır, onun hissəciklərinin təsvirini yaradır və beləliklə alimlər atomun xüsusiyyətlərini görə bilirlər.
Radioaktiv hissəciklər
Mənfi yüklü ionlar kifayət qədər böyük məsafədə nüvənin ətrafında dövr edir. Atomun quruluşu elədir ki, bütövdürhəqiqətən neytraldır və onun bütün hissəcikləri (protonlar, neytronlar, elektronlar) tarazlıqda olduğu üçün elektrik yükü yoxdur.
Radioaktiv atom asanlıqla parçalana bilən elementdir. Onun mərkəzi çoxlu proton və neytrondan ibarətdir. Yeganə istisna, tək bir protonu olan hidrogen atomunun diaqramıdır. Nüvə elektronlar buludu ilə əhatə olunmuşdur, onları mərkəz ətrafında döndərməyə məcbur edən cazibədir. Eyni yüklü protonlar bir-birini itələyir.
Bu, bir neçəsi olan kiçik hissəciklərin əksəriyyəti üçün problem deyil. Lakin onların bəziləri qeyri-sabitdir, xüsusən 92 protonu olan uran kimi böyük olanlar. Bəzən onun mərkəzi belə bir yükə tab gətirə bilmir. Onlar öz nüvələrindən bir neçə hissəcik buraxdıqları üçün radioaktiv adlanırlar. Qeyri-sabit nüvə protonlardan xilas olduqdan sonra qalan protonlar yeni bir qız meydana gətirir. Yeni nüvədəki protonların sayından asılı olaraq sabit ola bilər və ya daha da bölünə bilər. Bu proses sabit uşaq nüvəsi qalana qədər davam edir.
Atomların xassələri
Atomun fiziki və kimyəvi xassələri təbii olaraq bir elementdən digərinə dəyişir. Onlar aşağıdakı əsas parametrlərlə müəyyən edilir.
Atom kütləsi. Mikrohissəciklərin əsas yerini protonlar və neytronlar tutduğu üçün onların cəmi atom kütlə vahidlərində (amu) ifadə olunan ədədi müəyyən edir Formula: A=Z + N.
Atom radiusu. Radius elementin Mendeleyev sistemindəki yerindən asılıdır, kimyəvibağlar, qonşu atomların sayı və kvant mexaniki hərəkəti. Nüvənin radiusu elementin özünün radiusundan yüz min dəfə kiçikdir. Atomun quruluşu elektronları itirərək müsbət ion ola bilər və ya elektron əlavə edib mənfi iona çevrilə bilər.
Mendeleyevin dövri sistemində istənilən kimyəvi element öz yerini tutur. Cədvəldə yuxarıdan aşağıya doğru hərəkət etdikcə atomun ölçüsü artır, soldan sağa hərəkət etdikdə isə azalır. Bundan ən kiçik element helium, ən böyüyü isə seziumdur.
Valentlik. Atomun xarici elektron qabığı valentlik qabığı adlanır və içindəki elektronlar müvafiq adı - valent elektronları almışdır. Onların sayı bir atomun digərləri ilə kimyəvi bağ vasitəsilə necə bağlandığını müəyyən edir. Son mikrohissəcik yaratmaq üsulu ilə onlar xarici valentlik qabıqlarını doldurmağa çalışırlar.
Qravitasiya, cazibə planetləri orbitdə saxlayan qüvvədir, ona görə ki, əlindən çıxan cisimlər yerə düşür. İnsan cazibə qüvvəsini daha çox hiss edir, lakin elektromaqnit təsiri dəfələrlə güclüdür. Atomda yüklü hissəcikləri çəkən (və ya dəf edən) qüvvə, onun içindəki cazibə qüvvəsindən 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 dəfə güclüdür. Lakin nüvənin mərkəzində proton və neytronları bir yerdə saxlaya bilən daha da güclü bir qüvvə var.
Nüvələrdəki reaksiyalar atomların parçalandığı nüvə reaktorlarında olduğu kimi enerji yaradır. Element nə qədər ağırdırsa, atomları bir o qədər çox hissəciklərdən qurulur. Bir elementdəki proton və neytronların ümumi sayını toplasaq, onu tapa bilərikkütlə. Məsələn, təbiətdə tapılan ən ağır element olan uranın atom kütləsi 235 və ya 238-dir.
Atomun səviyyələrə bölünməsi
Atomun enerji səviyyələri elektronun hərəkətdə olduğu nüvənin ətrafındakı boşluğun ölçüsüdür. Dövri cədvəldəki dövrlərin sayına uyğun gələn cəmi 7 orbital var. Elektronun nüvədən yeri nə qədər uzaq olarsa, onun enerji ehtiyatı bir o qədər çox olar. Dövr nömrəsi onun nüvəsi ətrafındakı atom orbitallarının sayını göstərir. Məsələn, kalium 4-cü dövrün elementidir, yəni atomun 4 enerji səviyyəsinə malikdir. Kimyəvi elementin sayı onun yükünə və nüvənin ətrafındakı elektronların sayına uyğundur.
Atom enerji mənbəyidir
Yəqin ki, ən məşhur elmi düstur alman fiziki Eynşteyn tərəfindən kəşf edilib. O, kütlənin enerji formasından başqa bir şey olmadığını iddia edir. Bu nəzəriyyəyə əsaslanaraq, maddəni enerjiyə çevirmək və onun nə qədərinin alına biləcəyini düsturla hesablamaq olar. Bu transformasiyanın ilk praktiki nəticəsi ilk dəfə Los Alamos səhrasında (ABŞ) sınaqdan keçirilmiş, sonra isə Yaponiya şəhərləri üzərində partlayan atom bombaları oldu. Partlayıcının yalnız yeddidə biri enerjiyə çevrilsə də, atom bombasının dağıdıcı gücü dəhşətli idi.
Nüvənin enerjisini buraxması üçün o, dağılmalıdır. Onu parçalamaq üçün kənardan gələn neytronla hərəkət etmək lazımdır. Sonra nüvə böyük bir enerji buraxılmasını təmin edərək, daha yüngül olan iki digərinə parçalanır. Çürümə digər neytronların sərbəst buraxılmasına səbəb olur,və digər nüvələri parçalamağa davam edirlər. Proses zəncirvari reaksiyaya çevrilir və nəticədə böyük miqdarda enerji yaranır.
Dövrümüzdə nüvə reaksiyasından istifadənin müsbət və mənfi cəhətləri
Materiyanın çevrilməsi zamanı sərbəst buraxılan dağıdıcı qüvvəni bəşəriyyət atom elektrik stansiyalarında ram etməyə çalışır. Burada nüvə reaksiyası partlayış şəklində deyil, tədricən istiliyin ayrılması kimi baş verir.
Atom enerjisi istehsalının müsbət və mənfi tərəfləri var. Alimlərin fikrincə, sivilizasiyamızı yüksək səviyyədə saxlamaq üçün bu nəhəng enerji mənbəyindən istifadə etmək lazımdır. Amma onu da nəzərə almaq lazımdır ki, hətta ən müasir inkişaflar belə atom elektrik stansiyalarının tam təhlükəsizliyinə zəmanət verə bilməz. Bundan əlavə, enerji istehsalı zamanı yaranan radioaktiv tullantılar düzgün saxlanmadıqda, on minlərlə il ərzində nəsillərimizə təsir edə bilər.
Çernobıl AES-dəki qəzadan sonra getdikcə daha çox insan nüvə enerjisi istehsalını bəşəriyyət üçün çox təhlükəli hesab edir. Bu tip yeganə təhlükəsiz elektrik stansiyası nəhəng nüvə enerjisi ilə Günəşdir. Alimlər günəş batareyalarının hər cür modellərini hazırlayırlar və bəlkə də yaxın gələcəkdə bəşəriyyət özünü təhlükəsiz atom enerjisi ilə təmin edə biləcək.
